Из чего состоит пропан

Химическое соединение, обычно используемое в качестве топлива

Пропан () представляет собой трех- углеродный алкан с молекулярной формулой C 3H 8. Это газ при стандартной температуре и давлении, но сжимаемый до переносимой жидкости. побочный продукт переработки природного газа и переработки нефти, он обычно используется в качестве топлива. Обнаруженный в 1857 году французским химиком Марселленом Бертло, он стал коммерчески доступным в США к 1911 году. Пропан входит в группу сжиженных углеводородных газов (газы LP). Другие включают бутан, пропилен, бутадиен, бутилен, изобутилен и их смеси.

Пропан стал популярным выбором для барбекю и переносных печей, поскольку его низкая точка кипения заставляет его испаряться, как только он выходит из герметичного контейнера. Пропан питает автобусы, вилочные погрузчики, такси, лодочные моторы и машины для шлифовки льда и используется для обогрева и приготовления пищи в автомобили для отдыха и кемперы. Пропан также используется в некоторых дизельных двигателях локомотивов для улучшения сгорания.

Пропан является ископаемым топливом и компонентом природного газа. На протяжении миллионов лет он образовывался из органических остатков организмов и добывался из подземных отложений. Газ пропан — это органическое соединение, состоящее из трех молекул атомов углерода, связанных с восемью атомами водорода. Тип углерод-углерод-углерод-водородных связей определяет структуру молекул пропана, которая следует той же схеме, что и другие типы природных газов, таких как метан и бутан.

Пропан классифицируется как органическое соединение, потому что он содержит углерод. Кроме того, он классифицируется как углеводород, потому что он принадлежит к группе органических соединений, которые состоят только из углерода и водорода. Более конкретно, пропан представляет собой тип углеводорода, называемый алканом. Атомы в молекулах алканов удерживаются вместе ковалентными связями, а атомы углерода всегда образуют четыре ковалентные связи.

Химическая формула пропана

Алканы следуют общей формуле с заданным отношением атомов углерода к атомам водорода: C_nH2_n + 2. Простейшим алканом является метан, иначе известный как природный газ. Он содержит один атом углерода, связанный с четырьмя атомами водорода. Для метана n = 1, поэтому число атомов водорода у него равно 2 (1) +2, что равно 4. Этан содержит два атома углерода, связанных вместе, и каждый атом углерода связан с тремя атомами водорода в общей сложности шесть атомы водорода. Пропан имеет цепочку из трех атомов углерода с химической формулой C3H8, потому что цепочка из трех атомов углерода требует 2 (3) +2 атомов водорода, что равно восьми. Бутан, другой распространенный алкан, используемый в качестве топлива в ручных газовых горелках, имеет четыре атома углерода, связанных с десятью атомами водорода, с химической формулой C4H10.

Алканы могут иметь структуру с прямой или разветвленной цепью. Пропан представляет собой алкан с прямой цепью, с атомами углерода, структурированным C-C-C. Средний углерод имеет одну связь с каждым из конечных атомов углерода и имеет два атома водорода. Каждый из концевых атомов углерода имеет связь с центральным атомом углерода и каждый из них связан с тремя атомами водорода. С точки зрения отдельных атомов углерода, пропан может быть выражен как CH3CH2CH3, который эквивалентен C3H8, но делает структуру пропана более явной.

Помимо структурных сходств, общих для алканов с прямой цепью, они также имеют сходные свойства. Пропан и другие углеводороды являются неполярными. Это свойство диктует, что они могут смешиваться только с другими неполярными веществами. Например, масла и другие виды топлива изготавливаются из смеси углеводородов. Они не будут смешиваться с полярным веществом, таким как вода; притяжение между молекулами разделяет масло и воду. В случае алканов с прямой цепью температура кипения и температура плавления увеличиваются с увеличением числа молекул углерода. Температура кипения пропана составляет -44 градуса по Фаренгейту (-42 градуса по Цельсию), а температура плавления составляет -306 градусов по Фаренгейту (-189 градусов по Цельсию). Метан, имеющий только один углерод, имеет более низкую температуру кипения, чем пропан, при температуре -164 градуса Цельсия. Октан имеет восемь атомов углерода и температуру кипения 98 градусов по Цельсию.

Из-за низкой температуры кипения пропан обычно находится в газообразном состоянии. Когда к пропану применяются правильные значения давления и температуры, он проходит процесс, называемый сжижением, который переводит газ пропан в жидкое состояние. Пропан может храниться в виде жидкости в резервуарах под давлением значительно выше его температуры кипения. Сжиженный газ пропан используется в качестве топлива для отопления, которое сжигается в энергетических печах и водонагревателях. Он также используется в качестве топлива для приготовления пищи на открытом воздухе на газовых грилях и в походных печах, работающих на газе. Газ пропан также является компонентом пропеллентов, используемых в аэрозольных баллончиках. Пропан также используется в качестве компонента в некоторых типах клеев, герметиков и красок.

Пропан, формула, газ, характеристики

Пропан (лат. propanum) – органическое вещество класса алканов, состоящий из трех атомов углерода и восьми атомов водорода.

Химическая формула пропана C3H8, рациональная формула CH3CH2CH3. Изомеров не имеет.

Пропан – бесцветный газ, без вкуса и запаха. Однако в пропан, используемый в качестве технического газа, могут добавляться одоранты – вещества, имеющие резкий неприятный запах для предупреждения его утечки.

В природе содержится в природном газе, добываемом из газовых и газоконденсатных месторождений, в попутном нефтяном газе. Для выделения из природного и попутного нефтяного газа производят их очистку и сепарацию газа.

Образуется также при крекинге нефтепродуктов., в т.ч. сланцевой нефти.

Также содержится в сланцевом газе и сжиженном газе (сжиженном природном газе).

Пожаро- и взрывоопасен.

Не растворяется в воде и других полярных растворителях. Зато растворяется в некоторых неполярных органических веществах (метанол, ацетон, бензол, тетрахлорметан, диэтиловый эфир и другие).

Пропан по токсикологической характеристике относится к веществам 4-го класса опасности (малоопасным веществам) по ГОСТ 12.1.007.

Строение

Пропан — это предельный углеводород, состоящий из трех атомов углерода. По этой причине он имеет изогнутую форму, но из-за постоянного вращения вокруг осей связей существует несколько молекулярных конформаций. Связи в молекуле ковалентные: С-С неполярные, C-H слабополярные. Из-за этого их сложно разорвать, а вещество довольно трудно вступает в химические реакции. Это и задает все химические свойства пропана. Изомеров у него нет. Молярная масса пропана — 44,1 г/моль.

Физические свойства

Плотность газа пропана при нормальных условиях имеет значение 1,985 кг/м3. Пропан, как и другие газы с молярной массой более 29-ти, тяжелее воздуха. Он занимает третье место после метана и этана по молярной массе среди углеводородов с брутто-формулой CnH2n+2.

Плотность пропана в газообразном состоянии при увеличении его температуры снижается. При нагревании этот газ увеличивается в объеме, что при постоянной массе приводит к снижению его плотности. Например, при росте температуры с 7 до 407°С плотность газа пропана снижается в почти в 2,5 раза — с 1,958 до 0,791 кг/м3.

Плотность пропана газообразного

t, °С ρ, кг/м3 t, °С ρ, кг/м3 t, °С ρ, кг/м3

Плотность сжиженного пропана

Плотность сжиженного пропана значительно больше, чем газообразного. При комнатной температуре она лишь немногим меньше плотности некоторых жидких углеводородных топлив и почти в два раза меньше плотности воды. Например, при температуре 20°С и давлении 20 бар (19,74 атм.) плотность пропана сжиженного составляет величину 510,7 кг/м3.

При увеличении давления при постоянной температуре плотность пропана в жидком состоянии увеличивается. При нагревании сжиженного пропана при постоянном давлении его плотность снижается — пропан становиться менее плотным.

Химические свойства

Аналогичны свойствам других представителей ряда алканов (горение, дегидрирование, галогенирование, нитрирование, крегинг).

Реакции замещения

В молекулах алканов связи С–Н более доступны для атаки другими частицами, чем менее прочные связи С–С.

Галогенирование

Пропан реагирует с хлором и бромом на свету или при нагревании.

При хлорировании пропана образуется смесь хлорпроизводных.

Например, при хлорировании пропана образуются 1-хлорпропан и 2-хлопропан:

Бромирование протекает более медленно и избирательно.

Например, при бромировании пропана преимущественно образуется 2-бромпропан:

Хлорпропан может взаимодействовать с хлором и дальше с образованием дихлорпропана, трихлорпропана, тетрахлорпропана и т.д.

Нитрование пропана

Пропан взаимодействует с разбавленной азотной кислотой по радикальному механизму, при нагревании и под давлением. Атом водорода в пропане замещается на нитрогруппу NO2.

Например. При нитровании пропана образуется преимущественно 2-нитропропан:

Окисление пропана

– слабополярное соединение, поэтому при обычных условиях он не окисляется даже сильными окислителями (перманганат калия, хромат или дихромат калия и др.).

Полное окисление – горение

Пропан горит с образованием углекислого газа и воды. Реакция горения пропана сопровождается выделением большого количества теплоты.

Уравнение сгорания алканов в общем виде:

При горении пропана в недостатке кислорода может образоваться угарный газ СО или сажа С.

Дегидрирование пропана – способ получения пропилена

Дегидрирование пропана как промышленный способ получения пропилена используется с 1990 года. В процессе дегидрирования практически отсутствуют побочные продукты.

В соответствии с данной технологией пропан (и небольшое количество водорода для снижения коксообразования) подают в реактор с неподвижным либо движущимся слоем катализатора при температуре 510-700 ºС при атмосферном давлении. Катализатором служит платина, нанесенная на активированный оксид алюминия, содержащий 20% хрома. При любой конструкции реактора необходима постоянная регенерация катализатора для сохранения его активности. Выходящий из реактора поток поступает в стандартные колонны для разделения. Непрореагировавший пропан и некоторое количество водорода возвращаются в процесс, смешиваясь со свежей порцией сырья. Оставшийся продукт содержит примерно 85% пропилена, 4% водорода, а также легкие и тяжелые отходящие газы.

Применение данной технологии оправдано при высоком спросе на пропилен, превышающем спрос на этилен. Отсутствие побочных продуктов избавляет от дополнительных усилий по их реализации. Одним из ключевых моментов для производства пропилена дегидрированием пропана является разница цен пропилена и пропана. Если разница будет недостаточной, то может оказаться, что производимый пропилен будет стоить дороже, чем по рыночным расценкам. Однако нельзя сказать, что процесс дегидрирования используется лишь при наличии источника достаточно дешевого пропана. Фактически, большинство заводов по дегидрированию пропана расположено в местах, где существует особая потребность в пропилене, а не там, где есть дешевый пропан. В то время как большая часть пропилена производится при переработке нефти и ее продуктов, получение пропилена дегидрированием пропана позволяет получать сырье, которое не связано напрямую с ценами на нефть.

Декарбоксилирование солей карбоновых кислот (реакция Дюма)

Реакция Дюма — это взаимодействие солей карбоновых кислот с щелочами при сплавлении.

Декарбоксилирование — это отщепление (элиминирование) молекулы углекислого газа из карбоксильной группы (-COOH) или органической кислоты или карбоксилатной группы (-COOMe) соли органической кислоты.

При взаимодействии бутаноата натрия с гидроксидом натрия при сплавлении образуются пропан и карбонат натрия:

Пропан-бутановая смесь

Она имеет много преимуществ перед другими видами топлива, в том числе природным газом:

Пропан в полной мере отвечает этим качествам, а вот бутаны несколько хуже испаряются при понижении температуры до -40°С. Исправить этот недостаток помогают добавки, лучшая из которых — это пропан.

Пропан-бутановую смесь применяют для отопления и приготовления пищи, при газовой сварке металлов и их резке, как топливо для транспортных средств и для химического синтеза.

Характеристика и свойства газовой смеси пропан-бутан

Монтаж системы СНГ на автомобиль требует опыта и ответственности.

Выполнение операций без надлежащей осторожности из-за некомпетентности, небрежности или несоблюдения действующих нормативов, может привести к чрезвычайно ОПАСНЫМ ситуациям.

Следовательно важно, чтобы монтажник был знаком со свойствами СНГ, хорошо знал все комплектующие системы и следовательно мог правильно выполнить их монтаж и техническое обслужиавние.

Сжиженный нефтяной газ (СНГ)

Так называют коммерческую смесь пропан-бутана, получаемую после переработки сырой нефти, из побочных нефтепродуктов или из природного газа. Характеристики, приведенные в таблице 1.1, показывают физико-химические свойства пропана и бутана.

таб 1.1– Физико-химические свойства

https://youtube.com/watch?v=inUzsh9F7R4%3Ffeature%3Doembed

Одной из основных характеристик, отличающих СНГ, и следовательно определяющих его применение, является насыщение пара, соответствующее давлению газообразной фазы, находящейся в равновесии с жидкой фазой в закрытом баллоне. то есть как насыщение испарений бутана при 0 градусах будет равно 0.

005 бар, а при 15 градусах – 0.8 бар, в то время как насыщение испарений пропана будет соответственно 4 бара и примерно 6,5 бар. Это определяет значительные перепады давления смеси при изменении процентного соотношения бутана и пропана.

Давление повышается также при повышении температуры и следовательно приводит к сильным изменениям объема СНГ в жидком состоянии.

Следовательно если баллон полностью заправлен СНГ в сжиженном состоянии, и температура продолжает подниматься, происходит резкое повышение давления, которое может привести к аварийному сбросу давления через мультиклапан .

Категорически запрещается полностью заправлять баллон сжиженным СНГ. Еще одной важной характеристикой, отличающей эти два газа (бутан и пропан), является точка их кипения, то есть температура, при которой газ переходит из жидкого состояния в газообразное.

В то время как пропан при температуре –43°C больше не переходит в газообразное состояние и остается в жидком, для бутана это происходит при температуре 0°C .

По этой причине в условиях особо холодного климата необходимо использовать смеси, содержащие повышенный процент пропана, который способствует переходу СНГ в газообразное состояние.

Использование СНГ в качестве топлива для автомобилей

СНГ дает высококачественную энергию и используется в жилищной сфере, в промышленности, в ремесленной и сельскохозяйственной отраслях, а также в автомобильной промышленности. Так как СНГ является эффективной заменой бензина и дизельного топлива, любопытно провести сравнение этих продуктов и проанализировать их характеристики (табл. 1.2).

Табл. 1.2 – Характеристики основных типов топлива.

Из анализа данных, приведенных в таблице, видно, что диапазон кипения бензина и дизеля выше температуры окружающей среды, в то время как СНГ кипит при более низкой температуре. Это значит, что бензин и дизель остаются в жидком состоянии в бензобаке при атмосферном давлении, в то время как СНГ должен подвергнуться воздействию определенного давления.

Это давление, как следует из таблицы 1.2, является довольно низким (несколько бар). Даже если теоретически для бензина точка кипения выше температуры окружающей среды, он также подвержен испарению, поэтому в современных автомобилях он содержится в герметичных бензобаках. Из анализа значений октанового числа по исследовательскому методу (R.O.N.) и значений октанового числа по моторному методу (M.O.N.) видно, что антидетонационная способность СНГ значительно выше по сравнению с бензином Супер-98. Теплотворная способность СНГ по сравнению с дизелем и бензином является более высокой.

В случае дизеля и бензина, их расход автомобилем, по отношению к кг/массы, более низкий по сравнению с СНГ; если сравнить расход по отношению к объему, результат получается противоположным по причине иного удельного веса.

Нахождение в природе и методы получения

Основные природные источники пропана — это нефтяные и газовые месторождения. Он содержится в природном газе (от 0,1 до 11,0%) и в попутных нефтяных газах. Довольно много бутана получают в процессе ректификации нефти — разделении ее на фракции, основываясь на температурах кипения ее компонентов. Из химических способов переработки нефти наибольшее значение имеет каталитический крекинг, в процессе которого происходит разрыв цепи высокомолекулярных алканов. При этом пропана образуется порядка 16-20% от всех газообразных продуктов этого процесса:

Большие количества пропана образуются при гидрогенизации разных видов угля и каменноугольной смолы, они достигают 80% от объема всех образующихся газов.

Также широко распространено получение пропана по методу Фишера-Тропша, который основан на взаимодействии СО и Н2 в присутствии различных катализаторов при повышенных температуре и давлении:

Промышленные объемы бутана также выделяют при нефтегазовой переработке физическими и химическими методами.

Применение

Хранится и перевозится в металлических баллонах ярко-красного цвета (не путать с коричневыми баллонами для гелия)

Химия и пищевая промышленность

В химической промышленности используется при получении мономеров для производства полипропилена.

Является исходным сырьём для производства растворителей.

Используется как пропеллент.

В пищевой промышленности пропан зарегистрирован в качестве пищевой добавки E944.

Хладагент

Смесь из осушенного чистого пропана (R-290a) (коммерческое обозначение для описания изобутаново-пропановых смесей) с изобутаном (R-600a) не разрушает озонового слоя и обладает низким коэффициентом парникового потенциала (GWP). Смесь подходит для функционального замещения устаревших хладагентов (R-12, R-22, R-134a) в традиционных стационарных холодильных установках и систем кондиционирования воздуха (с обязательной сменой типа компрессорного масла).

Среди отличительных особенностей пропана стоит отметить:

Кроме этого, пропан является более дешевым и легче заправляется.

Хранение и перевозка пропана

Пропан транспортируется и хранится в баллонах красного цвета с надписью «Пропан» ГОСТ 15860-84 , либо в специальных цистернах.

Требования безопасности

Пропан — взрывоопасный газ. С воздухом образует взрывоопасную смесь. Однако, при правильной эксплуатации практически безвреден.

Возможно этот человек ответит на ваши вопросы

Использование

Пропан является популярным выбором для приготовления барбекю и переносные печи, потому что низкая точка кипения , составляющая -42 ° C (-44 ° F), заставляет его испаряться, как только он выходит из находящегося под давлением контейнера. Следовательно, не требуется никакого карбюратора или другого испарительного устройства; достаточно простой дозирующей насадки. Пропан питает автобусы, вилочные погрузчики, такси, лодочные моторы и машины для шлифовки льда и используется для обогрева и приготовления пищи в автомобили для отдыха и кемперы. Пропан также используется в некоторых дизельных двигателях локомотивов в качестве топлива, добавляемого в турбокомпрессор, что обеспечивает гораздо лучшее сгорание. Он также использовался в подвесных моторах, триммерах и газонокосилках.

В коммерческих и жилых сантехнических системах пропан используется в качестве топлива для горелок.

Поскольку его можно легко транспортировать, это популярное топливо для отопления домов и резервного производства электроэнергии в малонаселенных районах, где нет трубопроводов для природного газа. Многие грузовые автомобили большой грузоподъемности используют пропан в качестве наддува, где он добавляется через турбокомпрессор для смешивания с каплями дизельного топлива. Очень высокое содержание водорода в каплях пропана помогает дизельному топливу сгорать более горячим и, следовательно, более полно. Это обеспечивает больший крутящий момент, больше мощности и более чистый выхлоп для грузовиков. Для 7-литрового дизельного двигателя грузового автомобиля средней грузоподъемности является нормальным повышение экономии топлива на 20–33% при использовании системы наддува пропаном. Это дешевле, потому что пропан намного дешевле дизельного топлива. Большее расстояние, которое водитель грузовика по пересеченной местности может проехать с полной загрузкой комбинированного дизельного и пропанового топлива, означает, что он может соблюдать федеральные правила рабочего времени с двумя меньшими заправками в поездке по пересеченной местности. Водители-дальнобойщики, участники соревнований по буксировке тракторов и фермеры уже более сорока лет используют систему наддува пропаном в Северной Америке.

Международные суда могут повторно использовать пропан с океанских судов, перевозящих сжиженный нефтяной газ, потому что, когда солнце испаряет пропан во время рейса, международное судно улавливает испаряющийся газ пропан и подает его в систему воздухозаборника судового дизельного топлива. двигатели. Это снижает расход бункерного топлива и загрязнение, создаваемое судами. Существует международное соглашение об использовании пропана или сжатого природного газа в качестве обязательной добавки к бункерному топливу для всех океанских судов, начиная с 2020 года.

Стальной пропановый баллон на 20 фунтов (9,1 кг). Этот баллон оборудован клапаном устройства предотвращения переполнения (OPD), о чем свидетельствует трехлопастный маховик.

Пропан обычно хранится и транспортируется в стальных баллонах в виде жидкости с паровым пространством над жидкостью. Давление пара в цилиндре зависит от температуры. Когда газообразный пропан всасывается с высокой скоростью, скрытая теплота парообразования, необходимая для создания газа, заставит баллон охладиться. (Вот почему вода часто конденсируется на стенках бутылки, а затем замерзает). Поскольку легкий высокооктановый октан пропан испаряется раньше более тяжелого низкооктанового пропана, свойства воспламенения изменяются по мере опорожнения цилиндра. По этим причинам жидкость часто отбирают с помощью погружной трубки.

Сравнение с природным газом

Пропан покупается и хранится в жидкой форме (СНГ), и, таким образом, энергия топлива может храниться в относительно небольшое пространство. Сжатый природный газ (СПГ), в основном метан, является еще одним газом, используемым в качестве топлива, но его нельзя сжижать путем сжатия при нормальных температурах, так как они намного выше его критической температуры. Как газ, требуется очень высокое давление для хранения полезных количеств. Это создает опасность того, что в случае аварии, как и в случае любого баллона со сжатым газом (например, баллона с CO 2, используемого для продажи газированной воды), баллон для сжатого природного газа может взорваться с большой силой или протечь достаточно быстро, чтобы стать самоходной ракетой. Следовательно, СПГ гораздо менее эффективно хранить из-за необходимого большого объема баллона. Альтернативным способом хранения природного газа является криогенная жидкость в изолированном контейнере в виде сжиженного природного газа (СПГ). Эта форма хранения работает при низком давлении и примерно в 3,5 раза эффективнее, чем хранение СПГ. В отличие от пропана, при разливе СПГ испаряется и рассеивается без вреда для здоровья, потому что он легче воздуха. Пропан гораздо чаще используется в качестве топлива для транспортных средств, чем природный газ, поскольку необходимое оборудование стоит меньше. Пропану требуется давление всего 1220 килопаскалей (177 фунтов на квадратный дюйм), чтобы поддерживать его в жидком состоянии при температуре 37,8 ° C (100 ° F).

Свойства и реакции

Пропан — бесцветный газ без запаха. При нормальном давлении он сжижается ниже своей точки кипения при -42 ° C и затвердевает ниже своей точки плавления при -187,7 ° C. Пропан кристаллизуется в пространственной группе P21/ n. Низкое заполнение пространства 58,5% (при 90 К) из-за плохих свойств укладки молекулы является причиной особенно низкой температуры плавления.

Пропан претерпевает реакции горения аналогично другим алканам. В присутствии избытка кислорода пропан сгорает с образованием воды и диоксида углерода.

При полном сгорании пропана выделяется около 50 МДж / кг тепла.

Сгорание пропана намного чище, чем уголь или неэтилированный бензин. Производство пропана на БТЕ для CO 2 почти такое же низкое, как у природного газа. Пропан горит сильнее, чем топочный мазут или дизельное топливо из-за очень высокого содержания водорода. Присутствие связей C – C плюс кратные связи пропилена и бутилена создают органические выхлопы помимо диоксида углерода и водяного пара во время обычного горения. Эти связи также вызывают горение пропана видимым пламенем.

энтальпия сгорания газообразного пропана, при которой все продукты возвращаются в стандартное состояние, например, когда вода возвращается в жидкое состояние при стандартной температуре (известное как более высокая теплотворная способность ), составляет (2219,2 ± 0,5) кДж / моль или (50,33 ± 0,01) МДж / кг. Энтальпия сгорания газообразного пропана, когда продукты не возвращаются в стандартное состояние, например, когда горячие газы, включая водяной пар, выходят из дымохода (известная как нижняя теплотворная способность ), составляет -2043,455 кДж / моль. Нижняя теплотворная способность — это количество тепла, получаемое от сжигания вещества, продукты сгорания которого выбрасываются в атмосферу; например, тепло от камина при открытом дымоходе.

Плотность газообразного пропана при 25 ° C (77 ° F) составляет 1,808 кг / м 2. Плотность жидкого пропана при 25 ° C (77 ° F) составляет 0,493 г / см, что эквивалентно 4,11 фунта на жидкий галлон США или 493 г / л. Пропан расширяется на 1,5% на каждые 10 ° F. Таким образом, жидкий пропан имеет плотность примерно 4,2 фунта на галлон (504 г / л) при 60 ° F (15,6 ° C).

История

Пропан был открыт французским химиком Марселленом Бертело в 1857 г. Он был обнаружен растворенным в пенсильванской легкой сырой нефти Эдмундом Рональдсом в 1864 году. Уолтер О. Снеллинг из США Горнорудное бюро выделило его как летучий компонент в бензине в 1910 году, когда началась пропановая промышленность в Соединенных Штатах. Летучесть этих более легких углеводородов сделала их известными как «дикие» из-за высокого давления паров неочищенного бензина. 31 марта 1912 года The New York Times сообщила о работе Снеллинга со сжиженным газом, заявив, что «в стальном баллоне будет достаточно газа, чтобы осветить обычный дом. в течение трех недель ».

Именно в это время Снеллинг в сотрудничестве с Фрэнком П. Петерсоном, Честером Керром и Артуром Керром создал способы сжижения сжиженного нефтяного газа во время очистки бензина. Вместе они создали American Gasol Co., первого продавца пропана. К 1911 году Снеллинг произвел относительно чистый пропан, а 25 марта 1913 года на его метод обработки и производства сжиженного нефтяного газа был выдан патент № 1,056,845. Фрэнк Петерсон разработал отдельный метод производства сжиженного нефтяного газа путем сжатия, и его патент был выдан 2 июля 1912 года.

В 1920-е годы производство сжиженного нефтяного газа увеличилось, и в первый год зарегистрированное производство составило 223 000 галлонов США. (840 м) в 1922 году. В 1927 году годовой объем продаж сжиженного газа достиг 1 миллиона галлонов США (3800 м3), а к 1935 году годовой объем продаж сжиженного газа достиг 56 миллионов галлонов США (210 000 м3). Основные промышленные разработки 1930-х годов включали внедрение железнодорожных цистерн, одоризацию газа и строительство местных заводов по розливу в бутылки. 1945 год стал первым годом, когда годовой объем продаж сжиженного газа достиг миллиарда галлонов. К 1947 году 62% всех домов в США были оборудованы либо природным газом, либо пропаном для приготовления пищи.

В 1950 году Чикагское транзитное управление заказало 1000 автобусов, работающих на пропане, и к 1958 году продажи в США достигли 7 миллиардов галлонов США (26 000 000 м3) в год. В 2004 году сообщалось, что это отрасль с ростом от 8 до 10 миллиардов долларов США, при этом в США ежегодно используется более 15 миллиардов галлонов США (57 000 000 м3) пропана

«prop- «корень, встречающийся в« пропане », и названия других соединений с трехуглеродными цепями произошли от« пропионовая кислота », которое, в свою очередь, было названо в честь греческих слов протос (что означает первый) и пион ( жир).

Хэнку Хиллу часто приписывают популяризацию пропана среди широкой американской публики как надежного источника топлива для многих вещей, например, для гриля. Он продает пропан и аксессуары для пропана для Strickland Propane в шоу Царь горы. Изображение индустрии пропана в шоу положительно оценивается представителями этой индустрии.

ПРОПА́Н

уг­ле­во­до­род ря­да , CH323; го­рю­чий газ без цве­та и за­па­ха; плкип рас­тво­ря­ет­ся в эфи­ре, бен­зо­ле, хло­ро­фор­ме, пло­хо – в во­де. Сме­си П. с воз­ду­хом (2,1–9,5% по объ­ё­му С3Н8) взры­во­опас­ны. П. об­ла­да­ет свой­ст­ва­ми -ал­канов (бо­лее ре­ак­ци­он­но­спо­со­бен, чем ме­тан и этан). П. вхо­дит в со­став при­род­но­го го­рю­че­го га­за (0,1–11,0% по мас­се П.), по­пут­ных га­зов неф­те­до­бы­чи и неф­те­пе­ре­ра­бот­ки (16–20%), га­зо­об­раз­ных про­дук­тов гид­ро­ге­ни­за­ции уг­лей (до 80%), его вы­де­ля­ют из га­зо­вых сме­сей, об­ра­зую­щих­ся при пи­ро­ли­зе уг­ле­во­до­ро­дов, кре­кин­ге неф­ти, син­те­зе уг­ле­во­до­ро­дов по ме­то­ду Фи­ше­ра – Троп­ша. П. ис­поль­зу­ют в ка­че­ст­ве сы­рья для по­лу­че­ния про­пи­ле­на и его ок­си­да, изо­про­па­но­ла и т. д., при­ме­ня­ют в га­зо­вой свар­ке, как бы­то­вой и то­п­лив­ный газ (в т. ч. как ав­то­мо­биль­ное то­п­ли­во), хла­да­гент в хо­ло­диль­ных ус­та­нов­ках и сис­те­мах кон­ди­цио­ни­ро­ва­ния, про­пел­лент и пр. П. ма­ло­ток­си­чен, об­ла­да­ет сла­бым нар­ко­тич. дей­ст­ви­ем.

Лит.: Пэ­рэу­ша­ну В., Ко­ро­бя М., Мус­ка Г. Про­из­вод­ст­во и ис­поль­зо­ва­ние уг­ле­во­до­ро­дов. М., 1987; . . Этан, про­пан, бу­тан в при­род­ных га­зах неф­те­га­зо­нос­ных бас­сей­нов. М., 1990.

Чистота

Североамериканский стандартный сорт пропана для автомобильной промышленности имеет рейтинг HD 5. Класс HD 5 содержит максимум 5 процентов бутана, но пропан, продаваемый в Европе, имеет максимально допустимое количество бутана. 30 процентов, что означает, что это не то же самое топливо, что и HD 5. СНГ, используемый в качестве автомобильного топлива и газа для приготовления пищи в Азии и Австралии, также имеет очень высокое содержание бутана. Пропан также доставляется грузовиками, кораблями, баржами и железными дорогами во многие районы США.

Пропилен (также называемый пропеном) может быть загрязнителем коммерческого пропана. Пропан, содержащий слишком много пропена, не подходит для большинства видов автомобильного топлива. HD-5 — это спецификация, которая устанавливает максимальную концентрацию пропена в пропане 5%. Технические характеристики пропана и других сжиженных газов установлены в ASTM D-1835. Все пропановые топлива содержат одорант, почти всегда этантиол, так что люди могут легко почувствовать запах газа в случае утечки. Пропан как HD-5 изначально предназначался для использования в качестве автомобильного топлива. HD-5 в настоящее время используется во всех пропановых приложениях.

Обычно в США и Канаде LPG в основном состоит из пропана (не менее 90%), а остальное — в основном из этана, пропилена, бутан и отдушки, включая этилмеркаптан. Это стандарт HD-5 (H eavy D uty- 5% максимально допустимое содержание пропилена и не более 5% бутанов и этана). Американским обществом испытаний и материалов в соответствии со Стандартом 1835 для двигателей внутреннего сгорания. Однако не все продукты с маркировкой «LPG» соответствуют этому стандарту. В Мексике, например, газ с маркировкой «LPG» может состоять из 60% пропана и 40% бутана. «Точная пропорция этой комбинации варьируется в зависимости от страны, в зависимости от международных цен, от наличия компонентов и, особенно, от климатических условий, которые благоприятствуют СНГ с более высоким содержанием бутана в более теплых регионах и пропана в холодных регионах».

Бытовое и промышленное топливо

Бытовой сферический стальной сосуд высокого давления с регулятором давления для хранения пропана в США. Этот образец был установлен на этом участке в 1974 году.

Местный грузовик для доставки

Розничная продажа пропана в Соединенных Штатах

В сельских районах Северной Америки, а также в северной Австралии используется пропан. для обогрева животноводческих помещений, в зерносушилках и других теплогенераторах. Когда зерно используется для нагрева или сушки, оно обычно хранится в большом стационарном баллоне, который заряжается грузовиком для доставки пропана. По состоянию на 2014 год 6,2 миллиона американских домохозяйств использовали пропан в качестве основного топлива для отопления.

В Северной Америке местные грузовики для доставки со средним размером цилиндра 3 000 галлонов США (11 000 л) заправляют большие баллоны, которые постоянно используются. установленные на территории или другие служебные грузовики заменяют пустые баллоны пропана на заполненные баллоны. Большие тягачи с прицепами со средним размером цилиндра 10 000 галлонов США (38 000 л) транспортируют пропан от трубопровода или нефтеперерабатывающего завода к местному нефтебазу. Бобтейл и транспорт не являются уникальными для североамериканского рынка, хотя эта практика не так распространена в других местах, и транспортные средства обычно называют танкерами. Во многих странах пропан доставляется потребителям через отдельные баллоны небольшого или среднего размера, а пустые баллоны удаляются для повторной заправки в центральном пункте.

Охлаждение

Пропан также играет важную роль в обеспечении автономного охлаждения в качестве источника энергии для газоабсорбционного холодильника и обычно используется для кемпинга и прогулочных транспортных средств. Кроме того, смеси чистого, сухого «изопропана» (R-290a) (смеси изобутан / пропан) и изобутана (R-600a) могут использоваться в качестве циркулирующего хладагента в холодильном оборудовании на основе компрессора соответствующей конструкции. По сравнению с фторуглеродами пропан имеет незначительный потенциал разрушения озона и очень низкий потенциал глобального потепления (его значение всего в 3,3 раза превышает ПГП диоксида углерода) и может служить функциональной заменой для R-12, R-22, R-134a и других хлорфторуглеродов или гидрофторуглеродов хладагенты в обычных стационарных системах охлаждения и кондиционирования воздуха. Поскольку его эффект глобального потепления намного меньше, чем у нынешних хладагентов, пропан был выбран в качестве одного из пяти хладагентов-заменителей, одобренных Агентством по охране окружающей среды в 2015 году для использования в системах, специально разработанных с учетом его воспламеняемости.

Такая замена широко запрещена или не рекомендуется в автомобильных системах кондиционирования воздуха на том основании, что использование легковоспламеняющихся углеводородов в системах, изначально предназначенных для перевозки негорючего хладагента, представляет значительный риск пожара или взрыва.

Продавцы и сторонники углеводородных хладагентов выступают против таких запретов на том основании, что таких инцидентов было очень мало по сравнению с количеством автомобильных систем кондиционирования воздуха, заполненных углеводородами.

Моторное топливо

Пропан также все чаще используется в качестве автомобильного топлива. В США более 190 000 дорожных транспортных средств используют пропан, а более 450 000 вилочных погрузчиков используют его в качестве источника энергии. Это третье по популярности автомобильное топливо в мире после бензина и дизельного топлива. В других частях света пропан, используемый в транспортных средствах, известен как автогаз. В 2007 году примерно 13 миллионов автомобилей во всем мире использовали автогаз.

Преимущество пропана в автомобилях — это его жидкое состояние при умеренном давлении. Это обеспечивает быструю заправку, доступную конструкцию топливного цилиндра и диапазон цен, как правило, чуть более половины от стоимости бензина. Между тем, он заметно чище (как при обращении, так и при сгорании), приводит к меньшему износу двигателя (из-за нагара) без разбавления моторного масла (часто с увеличенными интервалами замены масла), и до недавнего времени это было относительно выгодной сделкой в ​​Северной Америке.. Октановое число пропана относительно высокое и составляет 110. В Соединенных Штатах инфраструктура заправки пропаном является наиболее развитой из всех альтернативных видов автомобильного топлива. Многие переделанные автомобили имеют приспособления для доливки из «бутылок для барбекю». Специально построенные автомобили часто входят в состав коммерческих автопарков и имеют частные заправочные станции. Еще одна экономия для операторов транспортных средств, работающих на пропановом топливе, особенно в автопарках, заключается в том, что воровство намного сложнее, чем с бензином или дизельным топливом.

Пропан также используется в качестве топлива для небольших двигателей, особенно тех, которые используются в закрытых помещениях или в местах с недостаточным количеством свежего воздуха и вентиляции, чтобы отводить более токсичные выхлопные газы двигателя, работающего на бензине или дизельном топливе. топливо. Совсем недавно появились продукты для ухода за газонами, такие как триммеры, газонокосилки и воздуходувки, предназначенные для использования на открытом воздухе, но работающие на пропане, чтобы уменьшить загрязнение воздуха.

Растворитель

Сжиженный пропан используется при экстракции животных жиров и растительных масел.

Другое применение

По состоянию на октябрь В 2013 году розничная стоимость пропана составляла примерно 2,37 доллара за галлон, или примерно 25,95 доллара за 1 миллион БТЕ. Это означает, что заправка пропанового бака на 500 галлонов, который обычно требуется домашним хозяйствам, использующим пропан в качестве основного источника энергии, стоит 948 долларов (80% от 500 галлонов или 400 галлонов), что на 7,5% больше, чем зимой 2012–2013 годов. средняя сезонная цена в США. Однако стоимость пропана на галлон значительно меняется от штата к штату: Управление энергетической информации (EIA) указывает в среднем 2,995 доллара за галлон на Восточном побережье на октябрь 2013 года, в то время как на Среднем Западе этот показатель составлял 1,860 доллара за тот же период.

По состоянию на декабрь 2015 года розничная стоимость пропана составляла приблизительно 1,97 доллара за галлон. Это означает, что заправка пропанового бака на 500 галлонов до 80% емкости стоит 788 долларов, что на 16,9% или 160 долларов меньше по сравнению с ноябрьской ценой 2013 года в этом разделе. Аналогичные региональные различия в ценах присутствуют: по данным EIA за декабрь 2015 г., для Восточного побережья США — 2,67 доллара за галлон и для Среднего Запада — 1,43 доллара за галлон.

По состоянию на август 2018 года средняя розничная стоимость пропана в США составляла примерно 2,48 доллара за галлон.. Оптовая цена на пропан в США летом всегда падает, так как в большинстве домов он не требуется для отопления дома. Оптовая цена на пропан летом 2018 года составляла от 86 до 96 центов за галлон США в зависимости от загрузки грузовика или железнодорожного вагона. Цена на отопление дома ровно вдвое превышает эту цену, поэтому при оптовой цене 95 центов за галлон это будет означать, что цена с доставкой на дом составит 1,90 доллара за галлон, если вы заказываете 500 галлонов за раз. Цены на Среднем Западе всегда ниже, чем в Калифорнии. Цены на доставку на дом всегда повышаются ближе к концу августа или в первые дни сентября, когда люди начинают заказывать наполнение своих домашних резервуаров.

Пропан — простое удушающее средство. В отличие от природного газа, пропан плотнее воздуха. Он может накапливаться в низких помещениях и у пола. При злоупотреблении в качестве ингалянта он может вызвать гипоксию (недостаток кислорода), пневмонию, сердечную недостаточность или остановку сердца.. Пропан имеет низкую токсичность, поскольку он плохо всасывается и не является биологически активным. Обычно хранящийся под давлением при комнатной температуре, пропан и его смеси будут мгновенно испаряться при атмосферном давлении и охлаждаться до температуры ниже точки замерзания воды. Холодный газ, который кажется белым из-за конденсата из воздуха, может вызвать обморожение.

Пропан плотнее воздуха. Если происходит утечка в системе пропанового топлива, газ будет иметь тенденцию просачиваться в любое закрытое пространство, что создает опасность взрыва и пожара. Типичный сценарий — протекающий баллон, хранящийся в подвале; Утечка пропана дрейфует по полу к контрольной лампе печи или водонагревателя и приводит к взрыву или пожару. Это свойство делает пропан непригодным в качестве топлива для лодок.

Одна опасность, связанная с хранением и транспортировкой пропана, известна как BLEVE или взрыв расширяющегося пара в кипящей жидкости. Взрыв Кингмана произошел в железнодорожной цистерне в Кингмане, штат Аризона, в 1973 году во время перевозки пропана. В результате пожара и последующих взрывов двенадцать человек погибли и получили многочисленные травмы.